Endofyyttien yhteisörakenne pohjoisten metsämarjojen hedelmissä – fokuksessa mustikka Vaccinium myrtillus L.

Luonnonmarjat ovat taloudellisten ja lääkinnällisten arvojensa vuoksi tärkeitä luonnonvaroja Pohjois-Euroopassa. Luonnonmarjojen hedelmäsolukossa elävät mikro-organismit (pääasiassa bakteerit ja sienet, joita kutsutaan endofyyteiksi) ovat suurelta osin tuntemattomia, vaikka niillä on todennäköisesti läheinen vuorovaikutus isännän kanssa, ja ne voivat olla tärkeitä symbiontteja. Yleensä endofyytit voivat tarjota useita etuja isäntäkasville, kuten edistää kasvien kasvua, parantaa sietokykyä bioottista tai abioottista stressiä vastaan, parantaa hedelmien laatua ja olla läheisessä vuorovaikutuksessa isäntäkasvin kanssa metabolisen vuorokeskustelun kautta. On tärkeää ymmärtää tekijöitä, jotka vaikuttavat endofyyttiyhteisöjen monimuotoisuuteen, sillä tasapainoinen endofyyttiyhteisö on edellytys kasvien terveydelle. Endofyyttiyhteisön koostumuksen muutokset voivat häiritä tasapainoa ja vaikuttaa isäntäkasviin negatiivisesti. Väitöskirjatyössäni arvioin sekä sisäisten (isäntälaji, hedelmän kehitysvaiheet ja fenolikoostumus) että ulkoisten tekijöiden (ilmastoalueet, sääolosuhteet ja maaperän ominaisuudet) vaikutuksia luonnonvaraisten marjojen hedelmien endofyytteihin, keskittyen erityisesti sieniendofyytteihin ja mustikkaan (Vaccinium myrtillus L.). Kaksi muuta tutkittua luonnonmarjalajia, puolukka (Vaccinium vitis-idaea L.) ja variksenmarja (Empetrum nigrum L.), otettiin mukaan tutkimukseen isäntälajin ja isännän fenolisen koostumuksen vaikutuksesta endofyyttiyhteisöihin. Käytin markkerigeeniä ja korkean suorituskyvyn sekvensointia endofyyttiyhteisöjen koostumuksen tutkimiseen sekä nestekromatografia-massaspektrometriaa marjojen fenolikoostumusten analysointiin. Havaitsin, että luonnonvaraisten marjojen hedelmissä on suurempi osuus viljeltävissä olevia sieniä kuin bakteeriendofyyttejä. Sieniyhteisöjen rakenne erosi marjalajin ja isännän kehitysvaiheen mukaan. Lisäksi fenolien ja sieniyhteisön kokoonpanon välillä oli vahva yhteys. Ilmastoalue vaikutti endofyyttisten sieniyhteisöjen monimuotoisuuteen, erityisesti etelässä mustikoiden sieniendofyyttien lajimäärä oli suurempi kuin Pohjois-Suomessa. Abioottisista tekijöistä sieni-endofyyttiyhteisöjen monimuotoisuuteen ja rakenteeseen vaikuttivat pikemminkin kasvukauden sääolosuhteet kuin maaperän ominaisuudet.